אסטרטגיית הישרדות של חיידקים
אסטרטגיית הישרדות של חיידקים - מיל סופיאן על-פי: מ. סלוין (מאי \ יוני 1997), אסטרטגיית הישרדות של חיידקים, גליליאו - כתב עת למדע ולמחשבה, גיליון 22, עמוד 47 עמידותם ההולכת וגוברת של החיידקים לאנטיביוטיקה היא נושא מוכר שאינו יורד מסדר היום הרפואי . המאגר האנטיביוטי היעיל העומד לרשותנו הולך ומתרוקן . והחיידקים ממשיכים ומכים . '' אנו עדים למרוץ חימוש אבולוציוני בין החיידקים לבין האדם , אנחנו מנסים לפתח תרופות יעילות יותר שיקנו לנו יתרון במאבק נגד המחלות החיידקיות, ואילו בחיידקים מתפתחים ללא הרף אמצעים שיאפשרו להם להתגונן מפני החומרים התרופתיים שאנו מפתחים '' , אומר ד''ר איתן ביבי מהמחלקה לביוכימיה במכון ויצמן למדע . מה טיבה של העמידות לאנטיביוטיקה ? מתברר כי בחיידקים קיימות אסטרטגיות הישרדות שונות בתגובה לחומרים אנטיביוטיים : קיום מנגנוני פירוק אנזימתים, המפרקים את החומרים האנטיביוטיים (עמידות לפניצילין ע''י אנזים פניצילינז). מנגנון הגורם לשינויים באתרי הפעולה של החומרים האנטיביוטיים, ומונע בכך את התוצאה ההרסנית הנובעת מהתקשרות זו . שינויים בחדירות קרום החיידק שהופך להיות בלתי חדיר לחומר אנטיביוטי, ובכך נמנע מהחומרים האנטיביוטיים לחדור לתוכו . המצאות חלבון הממוקם בקרום תא החיידק, שמסלק מהתא את התרופות האנטיביוטיות . לאחרונה, גילו חוקרי מכון ויצמן את ''נשק המגן'' שהוא החלבון שמעוגן בקרום התא של חיידקים מסוימים. הוא מסוגל לסלק מגוון רחב של חומרים שאין ביניהם כל דמיון. בדרך כלל ''משאבה'' מולוקולרית כזו מסוגלת לזהות חומר מזיק אחד, או לכל היותר כמה חומרים בעלי מאפיינים דומים. המפתיע בחלבון זה המכונהMdfa , הוא בהיותו ''משאבה'' מולוקולרית המסוגלת לזהות ולהרחיק את מגוון גדול ביותר של חומרים מזיקים לחיידק. החוקרים גם מצאו שככל שהחיידק מייצר יותר מחלבון זה, הוא נעשה עמיד יותר לתרופות. המנגנון המאפשר יכולת כזו, מכונה ''תנגודת רב - תרופתית''. מנגנון זה אינו מובן לחוקרים . לא ברור כיצד מצליח החלבון להכיר תרופות אנטיביוטיות כה רבות, ואיך הוא מסלק אותן מהתא . משערים שתפקיד החלבון לסלק מתא החיידק תוצרים רעילים שמתקבלים במהלך חילוף החומרים שלו. וכך מסולקים גם החומרים האנטיביוטיים . גילויו של החלבון Mdfa בחיידקים ממין אחד מרמז על הימצאות מולקולות דומות בחיידקים ממינים אחרים . החלבון החדש ישמש את המדענים ללימוד תופעות התנגודת הרב - תרופתית אשר הבנתה חיונית לשם תכנון תרופות שיפגעו במערך ההגנה הקיים בחיידקים, ובכך ייחשפו החיידקים שוב להשפעתן של תרופות אנטיביוטיות קיימות . ההתמודדות עם עמידותם המתוחכמת של חיידקים לאנטיביוטיקה דורשת נקיטת גישות שונות לחלוטין ובמהירות. כיווני המחקר הם שונים : א) אחת הגישות החדשניות שנמצאת היום בשלבי מחקר ראשוניים, היא השיטה הגנומית . בשיטה זו סורקים את הגנום (החומר הגנטי) של החיידקים גורמי המחלות ומחפשים בו אתרים ליצירת אנזימים חיוניים האחראים לשכפול הדנ'א , או חלבונים הבונים את קרום התא וכדומה. נגד אתרים אלו מנסים לפתח תרופות שיפגעו בהם, ובדרך זו יביאו לחיסול החיידקים. בנוסף לכך החוקרים מחפשים טכניקות לפגיעה ברעלן המופרש על ידי החיידק או באתר ב DNA האחראי לייצורו. יתרונה של השיטה היא בכך שאינה מעודדת התפתחות חיידקים כנגד התרופה . ב) חיפוש בטבע מקורות אנטיביוטיים חדשים. החומרים האנטיביוטיים שמשמשים עד היום מקורם בפטריות או בחיידקים . עתה חברות התרופות מנסות למצוא פעילות אנטיביוטית ביצורים חיים עילאיים יותר , כמו דבורים וחגבים , וגם בצמחים ובאצות. למשל, נמצא כי קיבת הכריש מכילה חומר המכונה סקוולמין, המגלה פעילות אנטיביוטית . ג) ניסיון לפתח תרופות שאינן אנטיביוטיות. אחת מהן מכונה ''נוגדנים דו-ייחודיים''. אלה הן מולקולות מורכבות שבהן אזור אחד מכיר את החיידק, ואזור שני מכיר תאים בולעניים ממערכת החיסון. מולקולות אלו משגרות את החיידקים האלימים ישירות אל התאים הבולעניים . מאחר וקצב פיתוח החומרים החדשים איטי יחסית לקצב אבוד יעילות האנטיביוטיקה שבשימוש כיום, נראה כי הדרך היחידה להתמודד עם המצב היא להשתמש בתרופות האנטיביוטיות מעט ככל האפשר, בצורה נכונה, במקרי הצורך בלבד .
אסטרטגיית הישרדות של חיידקים - מיל סופיאן על-פי: מ. סלוין (מאי \ יוני 1997), אסטרטגיית הישרדות של חיידקים, גליליאו - כתב עת למדע ולמחשבה, גיליון 22, עמוד 47 עמידותם ההולכת וגוברת של החיידקים לאנטיביוטיקה היא נושא מוכר שאינו יורד מסדר היום הרפואי . המאגר האנטיביוטי היעיל העומד לרשותנו הולך ומתרוקן . והחיידקים ממשיכים ומכים . '' אנו עדים למרוץ חימוש אבולוציוני בין החיידקים לבין האדם , אנחנו מנסים לפתח תרופות יעילות יותר שיקנו לנו יתרון במאבק נגד המחלות החיידקיות, ואילו בחיידקים מתפתחים ללא הרף אמצעים שיאפשרו להם להתגונן מפני החומרים התרופתיים שאנו מפתחים '' , אומר ד''ר איתן ביבי מהמחלקה לביוכימיה במכון ויצמן למדע . מה טיבה של העמידות לאנטיביוטיקה ? מתברר כי בחיידקים קיימות אסטרטגיות הישרדות שונות בתגובה לחומרים אנטיביוטיים : קיום מנגנוני פירוק אנזימתים, המפרקים את החומרים האנטיביוטיים (עמידות לפניצילין ע''י אנזים פניצילינז). מנגנון הגורם לשינויים באתרי הפעולה של החומרים האנטיביוטיים, ומונע בכך את התוצאה ההרסנית הנובעת מהתקשרות זו . שינויים בחדירות קרום החיידק שהופך להיות בלתי חדיר לחומר אנטיביוטי, ובכך נמנע מהחומרים האנטיביוטיים לחדור לתוכו . המצאות חלבון הממוקם בקרום תא החיידק, שמסלק מהתא את התרופות האנטיביוטיות . לאחרונה, גילו חוקרי מכון ויצמן את ''נשק המגן'' שהוא החלבון שמעוגן בקרום התא של חיידקים מסוימים. הוא מסוגל לסלק מגוון רחב של חומרים שאין ביניהם כל דמיון. בדרך כלל ''משאבה'' מולוקולרית כזו מסוגלת לזהות חומר מזיק אחד, או לכל היותר כמה חומרים בעלי מאפיינים דומים. המפתיע בחלבון זה המכונהMdfa , הוא בהיותו ''משאבה'' מולוקולרית המסוגלת לזהות ולהרחיק את מגוון גדול ביותר של חומרים מזיקים לחיידק. החוקרים גם מצאו שככל שהחיידק מייצר יותר מחלבון זה, הוא נעשה עמיד יותר לתרופות. המנגנון המאפשר יכולת כזו, מכונה ''תנגודת רב - תרופתית''. מנגנון זה אינו מובן לחוקרים . לא ברור כיצד מצליח החלבון להכיר תרופות אנטיביוטיות כה רבות, ואיך הוא מסלק אותן מהתא . משערים שתפקיד החלבון לסלק מתא החיידק תוצרים רעילים שמתקבלים במהלך חילוף החומרים שלו. וכך מסולקים גם החומרים האנטיביוטיים . גילויו של החלבון Mdfa בחיידקים ממין אחד מרמז על הימצאות מולקולות דומות בחיידקים ממינים אחרים . החלבון החדש ישמש את המדענים ללימוד תופעות התנגודת הרב - תרופתית אשר הבנתה חיונית לשם תכנון תרופות שיפגעו במערך ההגנה הקיים בחיידקים, ובכך ייחשפו החיידקים שוב להשפעתן של תרופות אנטיביוטיות קיימות . ההתמודדות עם עמידותם המתוחכמת של חיידקים לאנטיביוטיקה דורשת נקיטת גישות שונות לחלוטין ובמהירות. כיווני המחקר הם שונים : א) אחת הגישות החדשניות שנמצאת היום בשלבי מחקר ראשוניים, היא השיטה הגנומית . בשיטה זו סורקים את הגנום (החומר הגנטי) של החיידקים גורמי המחלות ומחפשים בו אתרים ליצירת אנזימים חיוניים האחראים לשכפול הדנ'א , או חלבונים הבונים את קרום התא וכדומה. נגד אתרים אלו מנסים לפתח תרופות שיפגעו בהם, ובדרך זו יביאו לחיסול החיידקים. בנוסף לכך החוקרים מחפשים טכניקות לפגיעה ברעלן המופרש על ידי החיידק או באתר ב DNA האחראי לייצורו. יתרונה של השיטה היא בכך שאינה מעודדת התפתחות חיידקים כנגד התרופה . ב) חיפוש בטבע מקורות אנטיביוטיים חדשים. החומרים האנטיביוטיים שמשמשים עד היום מקורם בפטריות או בחיידקים . עתה חברות התרופות מנסות למצוא פעילות אנטיביוטית ביצורים חיים עילאיים יותר , כמו דבורים וחגבים , וגם בצמחים ובאצות. למשל, נמצא כי קיבת הכריש מכילה חומר המכונה סקוולמין, המגלה פעילות אנטיביוטית . ג) ניסיון לפתח תרופות שאינן אנטיביוטיות. אחת מהן מכונה ''נוגדנים דו-ייחודיים''. אלה הן מולקולות מורכבות שבהן אזור אחד מכיר את החיידק, ואזור שני מכיר תאים בולעניים ממערכת החיסון. מולקולות אלו משגרות את החיידקים האלימים ישירות אל התאים הבולעניים . מאחר וקצב פיתוח החומרים החדשים איטי יחסית לקצב אבוד יעילות האנטיביוטיקה שבשימוש כיום, נראה כי הדרך היחידה להתמודד עם המצב היא להשתמש בתרופות האנטיביוטיות מעט ככל האפשר, בצורה נכונה, במקרי הצורך בלבד .